看門狗定時(shí)器可以集成在單片機(jī)（MCU）內(nèi)部，也可以作為單獨(dú)的芯片放在外部。看門狗芯片具有集成電路中重要的監(jiān)視功能，使你可以從內(nèi)部和外部監(jiān)視系統(tǒng)的故障，并在發(fā)生故障時(shí)采取措施。

看門狗定時(shí)器是什么？

簡(jiǎn)而言之，看門狗定時(shí)器是一種在特定時(shí)間段內(nèi)未收到來(lái)自處理器的周期性脈沖信號(hào)的斷言復(fù)位輸出的設(shè)備。一種實(shí)現(xiàn)方式是通過處理器的數(shù)字信號(hào)輸出（GPIO）饋入外部看門狗定時(shí)器的看門狗輸入（WDI）。比如EN8F156是具有看門狗定時(shí)器功能的芯片。

處理器會(huì)定期向看門狗定時(shí)器發(fā)送一個(gè)脈沖，以指示系統(tǒng)軟件運(yùn)行正常。如果看門狗定時(shí)器未在指定的時(shí)間范圍內(nèi)接收到該脈沖（稱為看門狗超時(shí)），則看門狗定時(shí)器將發(fā)出復(fù)位輸出。此重置輸出可用于通知系統(tǒng)處理器已掛起或凍結(jié)，或重置處理器本身。圖2說明了在看門狗超時(shí)內(nèi)接收到的脈沖以及在看門狗超時(shí)后到期后接收到的脈沖。

看門狗計(jì)時(shí)器為何如此重要？

看門狗定時(shí)器提供了一種警告系統(tǒng)或重置其軟件已凍結(jié)或掛起的處理器的方法。盡管沒有人故意設(shè)計(jì)凍結(jié)的軟件，但是優(yōu)秀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員無(wú)論如何都要為故障做計(jì)劃-因?yàn)榭偸菫橐馔庾龊脺?zhǔn)備。沒有此監(jiān)視，處理器可能會(huì)無(wú)限期保持凍結(jié)狀態(tài)，并導(dǎo)致進(jìn)一步的系統(tǒng)故障。具有可調(diào)超時(shí)間隔的外部看門狗計(jì)時(shí)器可以在幾毫秒內(nèi)識(shí)別出這些軟件死機(jī)，并適當(dāng)?shù)刂刂孟到y(tǒng)或處理器。在嵌入式系統(tǒng)或遠(yuǎn)程系統(tǒng)中，手動(dòng)復(fù)位系統(tǒng)不可行甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)，該功能特別必要。

如何在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)看門狗定時(shí)器功能？

有兩種實(shí)現(xiàn)監(jiān)視計(jì)時(shí)器的主要方法：

1.使用具有集成看門狗功能的處理器。現(xiàn)在許多單片機(jī)（MCU）都集成了看門狗功能。這很有價(jià)值，因?yàn)樗浅Ｒ子趯?shí)現(xiàn)，并且不需要其他IC。但是，它帶有一個(gè)主要警告：集成的看門狗可能無(wú)法始終按預(yù)期運(yùn)行，因?yàn)閷?dǎo)致MCU出現(xiàn)故障的代碼問題還可能無(wú)意中禁用了看門狗定時(shí)器。同樣，軟件的編寫方式應(yīng)使內(nèi)部看門狗能夠檢測(cè)到任何凍結(jié)或掛起。但是，采取額外的步驟以冗余方式監(jiān)視看門狗輸入可以幫助解決代碼中無(wú)法預(yù)料的錯(cuò)誤。

2.使用外部看門狗定時(shí)器。一些具有看門狗定時(shí)器功能的IC芯片（例如EN8P1111或EN8P2712）使你能夠以外部方式監(jiān)視電源電壓和看門狗信號(hào)。如果單片機(jī)（MCU）的內(nèi)部無(wú)法檢測(cè)，則外部看門狗定時(shí)器將起到監(jiān)測(cè)作用。

原則上，看門狗定時(shí)器的功能不會(huì)過于復(fù)雜。但是，它在維護(hù)系統(tǒng)可靠性方面的重要性不言而喻。如果無(wú)法或難以在故障情況下由人啟動(dòng)的系統(tǒng)重置，則尤其如此。